JPH0353904A - セラミックス原形体の加圧鋳込み成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、セラミックス原形体の加圧鋳込み威形装置に
関する。

（従来の技術） セラミックスのスラリーを吸水性の鋳型に流し込み、該
鋳型の毛管現象を利用してスラリーー中の水分を吸収除
去することにより着肉層を形成し、以て焼戒用の原形体
を得る、いわゆる泥しよう鋳込み戒形法は、複雑形状品
を戒形できる利点を有しているが、反面、戒形時間が長
い欠点がある。

そこで近時、スラリーーを鋳型に流し込んだ後、該スラ
リーを加圧して着肉脱水速度を大きくすることにより、
成形時間を短縮する方法が提案されている（例えば特開
昭６３−”６．２７０３号公報）。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記加圧泥しよう鋳込み威形法では、スラリ
ーに加えられる圧力は固定されている。しかるに、吸水
性の鋳型（例えば石膏型）においては、スラリー中の水
分を吸収することにより、徐々に吸収能力が低下し、こ
れと共に着肉脱水速度及び時間当りの着肉脱水量が低下
、減少する。

このような状況の下で成形されたセラミックスの原形体
は密度が不均一になり、後の乾燥工程や焼或工程でクラ
ックが生じたり、収縮ムラが起きたりする。

またスラリーーの着肉脱水速度は、スラリーの性状（ス
ラリーの濃度、温度、粘度など）や鋳型の吸水性能によ
って変わるため、鋳込み後の最適脱型時期の見きわめが
難かしい。現状では作・業者が経験と勘によって脱型時
期を決定しているが、早期に脱型したために原形体の着
肉不足や型崩れが生じたり、逆に脱型時期が遅すぎたた
めに原形体が型に抱きついて脱型が困難になったり、鋳
型内でクラックが発生する等の１・ラブルが多く、製品
の歩止りが悪かった。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり
、その第１の目的は、加圧泥しよう鋳込み戒形において
、鋳型に鋳込まれたスラリーーの着肉脱水速度を一定に
保ち、以て均一密度のセラミックス原形体を短時間で戒
形することである。

本発明の第２の目的は、７ラリーを幼型に幼込んだ後の
最適脱型時期を作業者の経験と勘に頼ることなく自動的
に決定し、以て製品の歩止りを向上せしめることである
。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達戊するため、スラリー圧送ポン
プと鋳型とをつなぐ配管の途中に圧力センサを取り付け
ると共に、上記スラリーー圧送ポンプの駆動モータに位
置検出器を取り付け、上記圧力センサ及び位置検出器か
らの検出信号に基いてスラリーの圧送量を制御すること
を要旨としてい３一 る。すなわち本発明は、セラミックスのスラリを貯溜す
るスフリータンクと、スラリーー供給配管を介して前記
スラリーータンクと連通接続するスラリー圧送ポンプと
、スラリー圧送配管を介して前記スラリー圧送ポンプと
連通接続するキャビティを有する鋳型と、前記スラリー
圧送ポンプの駆動モータを制御することにより該ポンプ
からのスラリーー圧送量を加減可能なモータ制御装置と
、前記スラリー圧送配管内の圧力を検出する圧力センサ
と、前記モータの回転量を検出する位置検出器と、前記
圧力センサとモータ制御装置とに電気的に接続されて該
圧力センサによって検出された上記スラリー圧送配管内
の圧力があらかじめ設定された目標圧力パターンに達し
ない場合には前記スラリの圧送量を増加させ、上記スラ
リーー圧送配管内の圧力があらかじめ設定された目標圧
力パターンを上回る場合には前記スラリーの圧送を停止
させるように前記モータ制御装置を制御するコントロラ
と、から戒ることを特徴としている。

（構　成） 一４一 以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明する。

第１図は本発明のー・実施例を示す全体構成図、第２図
は本発明の制御回路のプロノク図である。

第１図において、（１）はセラミックスのスラリー（２
）を貯溜するスラリータンクであり、該スラリータンク
（１）の下方には定容積型のスラリー圧送ボンプ（３）
が配設されていて、上記スラリータンク（１）内のスラ
リー（２）がスラリー供給配管（４）を介して上記スラ
リーー圧送ポング（３）内へ供給されるようｔこなって
いる。該スラリーー圧送ポンプ（３）内にはスクリュー
（５）が垂直回転自在に配設されており、該スクリュー
（５）の回転軸（６）の一端は上記ポンプ（３）の基端
部から突出し、減速機（７）を介して正逆回転自在なモ
ータ（８）の回転軸（９）と連結している。（１１）は
上型（１２）と下型（１３）とから戒る吸水性の鋳型（
例えば石膏型）（１１）であり、その内部にはキャビテ
ィ　（１４）が形威されている。

該キャビティ　（１４）はスラリー圧送配管（１５）を
介して上記メラリー圧送ポンフ゜（３）の先端開口に連
通接続しており、上記モータ（８）が正転駆動した時、
該モータ（８）の回転量に比例する容積（ＣＣ）のスラ
ＩＪ　−　（２）が上記キャビティ　（１４）内へ圧送
注入されるように設計されている。上記スラリーー圧送
配管（１５）の途中には、該配管（１５）内の圧力を検
出する圧力センサ（１６）が取り付けられており、また
前記モータ（８）には、該モータ（８）の回転量を検出
する位置検出器（例えばレゾルバ）（１７）が取り付け
られている。

次に本発明の制御回路について、第２図に基いて詳細に
説明する。同図において、（２１）は前記スラリーー圧
送配管（１５）内υ圧力に従って前記モータ（８）の回
転量を制御するコントローラであり、該コントローラ（
２ｌ）はＣＰＵ　（中央処理ユニノト＞　（２　２）と
・制御用プログラムが格納されたＲＯＭ　（２　３）と
、制御用データが格納されたＲＡＭ（２４）とタイマ（
２５）とを備えている。

上記ＣＰＵ（２２）には、前記圧力センサ（１６）及び
位置検出器（１７）がそれぞれＡ／Ｄ変換器（２６）（
２７）を介して接続されており、また前記モータ（８）
の回転量（回転数及び回転速皮）を任意に変更可能なモ
夕制御装置（例えばＡＣザーボ用電源ユニノト）（２９
）がＤ／Ａ変換器（３１）を介して接続されている。

上記ＲＡＭ　（２　４）には、後述するスラリー圧入制
御工程におけるスラリー圧送配管（１５）内の圧力の目
標圧力パターン（目標圧力の経時変化値）及び単位鋳型
キャビティにおける圧力偏差（目標圧力と実測圧力との
差）と　七ータ（８）の必要回転量との関数が格納され
ている。

なお、上記目標圧力パターンは、鋳型内におけるメラリ
ーの着肉脱水量の経時的変化（減少）に対応して設定さ
れるものであり、時間の経過と共に圧力が増加するよう
にされている。

この［］ｍ　圧力パターンは・スラリーーの性状や鋳型
の吸水性能によって異なるものであり、あらかじめテス
トした結果に基き、鋳込み苺に設定される。

込み成形装置において、モータ（８）の正転駆動により
スラリー圧送ポンプ（３）をあらかじめ設定しタ送りス
ヒートで作動させると共に、スラリータンク（Ｄ内のス
ラＩＪ　−　（２）を該ボング（３）へ供給すると、該
スラＩＪ　−　（２）はスラリーー圧送配管（１５）を
経て鋳型キャビティ　（ｌ４）内へ圧送・注入される。

そして該キャビティ　（１４）がスラリー（２）で満た
される結果、上記配管（】５）内の圧力が所定値まで上
昇すると、圧力センサ（１６）がこれを検知して、コン
１・ローラ（２１）におけるタイマ（２５）の計時が開
始されると共に、該コントローラ（２１）にオケルｃＰ
Ｕ（２２）内の制御用プログラムにより、下記のような
スラリー圧入制御工程が開始される。

すなわち、第１ステノプとして、圧力センサ（１６）が
前記スラリー圧送配管（１５）内の圧力を検知し、該圧
力（測定圧力）と、当該圧力測定時における目標圧力（
これは前述の目標圧力パターンから求められる）との比
較がなされる。ここで測定圧力が目標圧力よりも大きい
か、又はこれと等しい場合は、第２７−テノフ゜で上記
七一タ（８）の駆動を停止し、スラｖ　−　（２）の圧
送を停止する。これに反して測定圧力が目標圧力よりも
小さい場合は、第３：）．テップとして・両者のχ（圧
力偏差〉に応じて上記モ−ク（８）の必要回転１１ｔ（
すなわちスラリーーの必要圧送量）が算出され、これに
上記キャビティ（１４）がスラＩＪ　−　（２）で満た
された時点におけるモータ（８）の回転量と、単位鋳型
キャビティがスラリー（２）で満たされるのに要するモ
ータ（８）の回転量との比率（ゲイン）が乗算される。

そしてこれが電気信号に変換されてモータ制御装置（２
９冫へ送信され、その結果、上記モータ（８）が所定量
回転することにより、スフリー圧送ボンプ（３）から所
定量のスラＵ　−　（２）が圧送され、その分鋳型キャ
ビティ　（１４）内の圧力が上昇する。

そして上記第１ヌテップ〜第３７．テノプが前記タイマ
（２５）による計時が終了するまでくり返され、鋳型キ
ャビティ　（１４）内の圧力が目標圧力パターンに沿っ
て徐々に上昇するものである。

なお上記タイマ（２５）の設定時間も、前記目標圧力パ
ターンと同様、スラリーー性状、鋳型の吸水性能等を考
慮してケースバイケースに決定さレル。

上記タイマ（２５）の計時が終了した時は、前記モク（
８）が逆転駆動して、前記スラリー圧送配管（１５）内
ノスラリー（２）及び鋳型キャビティ　（ｌ４）内の余
剰末着スラリーー〈２）がスラリーー圧送ポンプ（３）
方向へ逆送され、これに伴なって上記配管（１５）内の
圧力が降下する。そして前記圧力センサ（ｌ６）の測定
圧力がゼロになった時、上記モータ（８）を停止し、前
記鋳型（１１）を開いてセラミックス原形体を取り出す
。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、鋳型内のスラリーに加え
る圧力を、該ヌラりーの脱水量の経時的変動（減少）に
反比例して増加させることができるため、該スラリーの
着肉脱水速度は一定に保たれ、戒形されるセラミックス
原形体の密度は均一になる。その結果、後の乾燥工程や
焼成工程で品物にクラックが生じたり、収縮ムラが起き
たりすることがない。

また本発明は、あらかじめテヌトを行って、当該スラリ
ーーの性状や鋳型の吸水性能に応じた加圧パターンや加
圧時間を求め、これをマイクロコンピュータの制御用デ
ータとして使用することにょり、鋳型内スラリーの加圧
制御を自動的に行うものである。従って作業音の肝験や
勘に頼ることなく自動的に最適脱型時期を決定すること
ができ、製品の歩止りを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のー・実施例を示す全体構戒図、第２図
は本発明の制御回路のプロ，ク図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. セラミックスのスラリー（２）を貯溜するスラリータン
   ク（１）と、スラリー供給配管（４）を介して前記スラ
   リータンク（１）と連通接続するスラリー圧送ポンプ（
   ３）と、スラリー圧送配管（１５）を介して前記スラリ
   ー圧送ポンプ（３）と連通接続するキャビティ（１４）
   を有する鋳型（１１）と、前記スラリー圧送ポンプ（３
   ）の駆動モータ（８）を制御することにより該ポンプ（
   ３）からのスラリー圧送量を加減可能なモータ制御装置
   （２９）と、前記スラリー圧送配管（１５）内の圧力を
   検出する圧力センサ（１６）と、前記モータ（８）の回
   転量を検出する位置検出器（１７）と、前記圧力センサ
   （１６）とモータ制御装置（２９）とに電気的に接続さ
   れて該圧力センサ（１６）によって検出された前記スラ
   リー圧送配管（１５）内の圧力があらかじめ設定された
   目標圧力パターンに達しない場合には前記スラリー（２
   ）の圧送量を増加させ、前記スラリー圧送配管（１５）
   内の圧力があらかじめ設定された目標圧力パターンを上
   回る場合には前記スラリー（２）の圧送を停止させるよ
   うに前記モータ制御装置（２９）を制御するコントロー
   ラ（２１）と、から成ることを特徴とするセラミックス
   原形体の加圧鋳込み成形装置。